(57)【要約】【課題】  現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量に応じて、トナー欠レベルを適正に設定して、トナーの有効利用を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置本体にセットされた現像器に設けられたチップ１５に記憶されたトナーに関するバージョンデータを画像形成装置本体側に設けられた読み取り器１６によって読み出す。一方、制御装置１１のＲＯＭ１３に設けられたデータテーブル２５に予め記憶されたトナーの複数の初期容量Ｗｆｔと、トナー欠レベルの複数の設定値Ｗｅｔとの関係を表すデータリストから判定された初期容量Ｗｆｔに適したトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを選択する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段によって帯電された感光体の表面に、露光手段によって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー方式の現像器によって現像し、現像されたトナー画像を転写手段によって記録紙上に転写するようにした画像形成装置において、
前記現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量を判定する初期容量判定手段と、
上記初期容量判定手段による判定結果に応じて、トナー欠レベルの設定値を変更して記憶手段に設定するためのトナー欠レベル設定手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記現像器又はトナーカートリッジは、画像形成装置本体又は現像器本体に対し取り外し可能に装着され、前記トナーの初期容量判定手段は、前記現像器又はトナーカートリッジに予め備えられ、かつ少なくともトナーの初期容量のデータを含むバージョンデータを記憶したバージョンデータ記憶手段からトナーの初期容量のデータを読み出すように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、前記バージョンデータ記憶手段は、現像器又はトナーカートリッジに設けられたトナーの初期容量のデータが記憶されたチップであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１において、前記現像器は、画像形成装置本体に対し取り外し可能に装着され、前記トナーの初期容量判定手段は、現像器のバージョンを判定するバージョン判定手段により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、トナーの容量を検出するトナー容量検出手段からの検出値が前記設定値になった場合に、トナー欠報知を行うためのトナー欠報知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像器のトナーの初期容量に応じて、トナー欠レベルを適正に設定することができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、ファクシミリ装置或いはプリンタ等に採用されている電子写真方式の画像形成装置では、帯電器によって帯電された感光ドラムの表面に、露光器によって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像ローラを備えたトナー方式の現像器によって現像するようになっている。又、画像形成装置は、現像されたトナー画像を転写器によって、感光ドラムから記録紙上に転写するとともに、転写器の下流側に設けた定着器でトナー画像を永久画像として記録紙に定着するようになっている。
【０００３】
通常、前記現像器はユニット化されていて、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されている。現像器に貯留されたトナーが無くなると、トナー欠警報表示が行われるので、トナー欠状態の現像器はトナーが満杯の現像器と交換される。現像器のトナー欠レベルの設定値は、現像器内のトナーの容量が絶対値として一定値に設定されていた。即ち、トナーの容量センサにより検出された信号が所定値となったとき、制御装置から表示装置にトナー欠警報の表示を行うようになっている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平０６−１９４９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現像器に貯留されたトナーは環境条件の変動等の要因によって経時変化とともに劣化する。このため、貯留量が少なくなったときのトナーは、その品質が劣化して、記録紙へ印字された画像に濃度ムラ等の不具合が生じ安いので、所定の容量だけトナーを残すようになっている。このとき、トナーの初期容量に応じて残さなければならない適正なトナー容量は異なる。つまり、トナーの初期容量が大量の現像器の場合には、多量のトナーを残し、トナーの初期容量が少量の現像器の場合には、少量のトナーを残せばよいことになる。しかし、従来はトナーの初期容量が大量の現像器を考慮して、絶対値で一定の高いトナー欠レベルの設定値を用いて、現像器内に一定容量のトナーを残して廃棄するようになっていたので、特に、トナーの初期容量が少量の現像器の場合にトナー欠レベルが高過ぎて、まだ十分に使用できる品質のトナーが残っているにもかかわらず廃棄されることになり、トナーの無駄が発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量に応じて、トナー欠レベルを適正に設定して、トナーの有効利用を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、帯電手段によって帯電された感光体の表面に、露光手段によって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー方式の現像器によって現像し、現像されたトナー画像を転写手段によって記録紙上に転写するようにした画像形成装置において、前記現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量を判定する初期容量判定手段と、上記初期容量判定手段による判定結果に応じて、トナー欠レベルの設定値を変更して記憶手段に設定するためのトナー欠レベル設定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記現像器又はトナーカートリッジは、画像形成装置本体又は現像器本体に対し取り外し可能に装着され、前記トナーの初期容量判定手段は、前記現像器又はトナーカートリッジに予め備えられ、かつ少なくともトナーの初期容量のデータを含むバージョンデータを記憶したバージョンデータ記憶手段からトナーの初期容量のデータを読み出すように構成されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記バージョンデータ記憶手段は、現像器又はトナーカートリッジに設けられたトナーの初期容量のデータが記憶されたチップであることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記現像器は、画像形成装置本体に対し取り外し可能に装着され、前記トナーの初期容量判定手段は、現像器のバージョンを判定するバージョン判定手段により構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、トナーの消費量を検出する検出手段からの検出値が前記設定値になった場合に、トナー欠報知を行うためのトナー欠報知手段を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーの初期容量判定手段により現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量が判定され、この判定結果に応じて、それに適したトナー欠レベルの設定値が記憶手段に記憶される。このため、現像器又はトナーカートリッジに貯留されたトナーの初期容量の大小に応じて、トナー欠レベルの設定値を適正に設定して、廃棄されるトナー量を低減し、その有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を複写機、ファクシミリ装置或いはプリンタ等に採用されている電子写真方式の画像形成装置に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
この画像形成装置は、図示しないが帯電手段としての帯電器によって帯電された感光体としての感光ドラムの表面に、露光手段としての露光器によって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像ローラを備えたトナー方式の現像器によって現像するようになっている。又、画像形成装置は、現像されたトナー画像を転写手段としての転写器によって、感光ドラムから記録紙上に転写するとともに、転写器の下流側に設けた定着手段としての定着器でトナー画像を永久画像として記録紙に定着するようになっている。
【００１３】
前記現像器はユニット化されていて、画像形成装置本体の所定位置に取り外し可能に装着されるようになっている。現像器内に貯留されたトナーが印字作業により消費されてトナーが少なくなると、トナーニアエンプティーの表示が行われ、その後に、設定されたトナー欠レベルの設定値になると、トナーエンプティーの警報表示が表示装置の画面に表示されるようになっている。そして、トナーが消費された現像器は満杯のトナーを貯留した別の現像器と交換されるようになっている。
【００１４】
次に、図１に基づいて、画像形成装置の梱包出荷の際に、画像形成装置本体に現像器がセットされた場合、或いは新旧の現像器が交換された場合に、現像器内に貯留されたトナーの初期容量に応じて、トナー欠レベルの設定値を適正値に設定するための制御システムについて説明する。
【００１５】
この制御システムは、各種の動作を制御するためのコンピューターを有する制御装置１１を備えている。前記制御装置１１には、各種のデータに基づいて、記録プロセスに必要な各種のバイアス電位を演算するための中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２、各種のデータや動作プログラムを記憶するための記憶手段としてのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１３、各種のデータを読み出し書き込み可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４及び図示しない電源回路等が設けられている。
【００１６】
一方、前記現像器には、少なくともトナーの初期容量のデータを含むバージョンデータ記憶手段としてのチップ１５が設けられている。このチップ１５には、トナーの初期容量のデータ以外に、トナーの製造年月日、仕向先或いはトナーの種類等のデータが予め記憶されている。
【００１７】
画像形成装置本体側には、該本体に前記現像器がセットされた場合に、前記チップ１５に記憶された各種のデータを読み取るための読み取り器１６が設けられている。この読み取り器１６により読み取られたデータは、制御装置１１側の入出力装置１７Ａを介して、前記ＣＰＵ１２に入力されるようになっている。そして、制御装置１１により読み取られた現像器のデータに基づいて現像器のトナーの管理が行われるようになっている。
【００１８】
画像形成装置本体側には、現像器のトナーの実際に貯留されている容量を検出するためのトナー容量検出手段としてのトナー容量センサ１８が設けられ、このセンサ１８の検出値信号が入出力装置１７Ａを介して前記ＣＰＵ１２に入力されるようになっている。このトナー容量センサ１８として投受光式のホトインタラプタを用いている。そして、現像器内のトナーの貯留高さを検出し、それを容量（重量又は体積）としてＣＰＵ１２に送るようになっている。
【００１９】
前記ＣＰＵ１２には、入出力装置１７Ｂを介して例えばキーボード或いはマウス等の各種のデータを入力するための操作部１９が接続されている。又、前記ＣＰＵ１２には、入出力装置１７ｃを介して、画像形成装置の稼働状態の各種データを表示するためのトナー欠予報又はトナー欠報知手段としての表示装置２１が接続されている。
【００２０】
前記ＣＰＵ１２には、前記読み取り器１６によって読みとられたデータに基づいて、現像器のトナーの初期容量等のバージョンを判定するための初期容量判定手段としてのバージョン判定手段２２が設けられている。この判定手段２２によって現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔが判定されるようになっている。前記ＣＰＵ１２には、前記判定手段２２によって判定されたトナーの初期容量Ｗｆｔの大小に応じて、トナー欠レベルの適正な設定値をセットするためのトナー欠レベル設定手段２３が設けられている。
【００２１】
前記ＲＯＭ１３のデータテーブル２５には、現像器のトナーの複数段の初期容量Ｗｆｔと、この初期容量Ｗｆｔに適したトナー欠レベルの複数段の設定値Ｗｅｔが予め記憶されている。例えば、初期容量Ｗｆｔが２００ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇと増大するのに伴って、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔが３０ｇ、４５ｇ、６０ｇ、７５ｇというように段階的に多くなるようにデータリストとして記憶されている。トナー欠レベル設定手段２３は、前記ＲＯＭ１３に記憶された前記データテーブル２５のデータリストの中から、実際の初期容量Ｗｆｔに適したトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを読み出して、これをＲＯＭ１３のトナー欠レベル設定値記憶部２６に記憶するようになっている。又、前記ＣＰＵ１２には、現像器が別の現像器と交換された場合に、その交換回数をカウントするための現像器交換カウンタ設定手段２７が設けられている。
【００２２】
次に、前記のように構成された画像形成装置の制御システムに基づいて、新しい現像器がセットされた場合に、そのトナー欠レベルをセットする動作について図２を中心に説明する。
【００２３】
図２において、画像形成装置本体に対して、現像器がセットされると、画像形成装置本体側に設けられた読み取り器１６によって、ステップＳ１において現像器側のチップ１５に記憶されているバージョンデータが読み取れられる。この読み取り器１６によって読み取れたバージョンデータは、入出力装置１７Ａを介して、ＣＰＵ１２の判定手段２２に送られる。そして、ステップＳ２において判定手段２２によって、現像器のバージョンが判定される。このとき、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔが判定される。
【００２４】
次に、このトナーの初期容量Ｗｆｔの判定結果に基づいて、この初期容量Ｗｆｔに適したトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔが選択されて、前記トナー欠レベル設定手段２３によってトナー欠レベル設定値記憶部２６にセットされる。例えば、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔが、２００ｇの場合には、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔが、３０ｇとして設定値記憶部２６に記憶される。
【００２５】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、画像形成装置の出荷梱包時におけるトナー欠レベルの設定方法について説明する。  
最初に、現像器がセットされると、ステップＳ１において、初回の現像器か否かがＣＰＵ１２によって判別される。この判別は画像形成装置本体に現像器を最初に装着した時に現像器側に設けられたヒューズが溶断するようになっているので、その溶断検知信号を前記ＣＰＵ１２が感知することにより行われる。ステップＳ１において、イエスと判定された場合には、ステップＳ２において、現像器の交換回数が現像器交換カウンタ設定手段２７によってカウントされてＲＯＭ１３に「１」と設定される。そして、ステップＳ３において前述したチップ１５の読み込みによって現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔ（例えば２００ｇ）が判定され、これに基づいて、初回のトナー欠レベルの設定値（例えば３０ｇ）がデータテーブル２５から読み出されてＲＯＭ１３のトナー欠レベル設定値記憶部２６に記憶される。
【００２６】
一方、前述したステップＳ１において、ノーと判断された場合には、ステップＳ４において、例えばセールスマンによってバージョンを手動で設定するか否かが判断され、イエスの場合には、ステップＳ５において、セールスマンによってバージョン設定が行われて、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔ（例えば３００ｇ）がセールスマンによって設定される。これに基づいて、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔ（例えば４５ｇ）がデータテーブル２５から読み出されてＲＯＭ１３に記憶される。
【００２７】
一方、ステップＳ４において、セールスマンによってノー、つまりバージョンを手動設定しないと判断された場合には、ステップＳ７において、前述したトナー欠レベルの設定動作と同様のトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔ（例えば６０ｇ）が設定される。
【００２８】
以上のようなトナー欠レベルのセット動作により、画像形成装置は、記録紙へのプリントが可能な待機状態となる。
次に、待機状態から実際に、印字作業が行われて、現像器のトナーの容量が減少した場合の作用について、図４のフローチャートに従って説明する。
【００２９】
待機状態からステップＳ１に示すように、印字が実行されると、トナー容量センサ１８からのトナー容量の検出信号に基づいて、ステップＳ２において、前記ＣＰＵ１２によってトナーニアエンプティか否かが判定される。そして、ステップＳ２においてイエスと判断された場合には、ステップＳ３において、表示装置２１の画面にトナー欠予報表示が行われる。
【００３０】
一方、ステップＳ２において、ノーと判断された場合には、ステップＳ４において、トナー容量センサ１８からのトナー容量の検出信号に基づいて、前記ＣＰＵ１２によってトナーエンプティか否か、つまり設定値Ｗｅｔになったか否かが判定され、イエスの場合には、ステップＳ５において、表示装置２１の画面にトナー欠警報が表示される。反対に、ステップＳ４において、ノーと判断された場合には待機状態となる。
【００３１】
上記実施形態の画像形成装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、現像器に設けられたチップ１５に記憶されたバージョンデータを読み取り器１６によって読み取り、このデータに基づいて、判定手段２２によって、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔを判定し、この判定結果に基づいて、トナー欠レベル設定手段２３により、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを適正値に設定するようにした。このため、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔに応じて、適正なトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを容易に設定することができ、現像器のトナーの初期容量Ｗｆｔに応じてトナーの有効利用を図ることができる。
【００３２】
（２）上記実施形態では、現像器に備えられたチップ１５のバージョン情報のうちトナーの初期容量Ｗｆｔを利用することにより、ＣＰＵ１２に対して、操作部１９を操作して判定手段２２及びトナー欠レベル設定手段２３のソフトウエアの処理プログラムを付与するのみで済む。このため、専用の部品（ハードウエア）を新たに用意しなくてもよく、製造コストを低減することができる。
【００３３】
（３）上記実施形態では、画像形成装置の梱包出荷時に、前記ＣＰＵ１２に対して、初回の現像器であるか否かを判別する機能と、初回の現像器であると判断された場合に、現像器の交換回数を現像器交換カウンタ設定手段２７によってカウントしてその回数を「１」と設定し、表示装置２１に表示する機能を付与した。このため、現像器の交換回数を表示装置２１によって容易に確認することができる。
【００３４】
（４）上記実施形態では、現像器が交換された場合にも、現像器のバージョンデータを読み込み、そのトナーの初期容量Ｗｆｔに基づいて、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔがデータテーブル２５から読み出されてＲＯＭ１３に記憶されるようにした。このため、交換された現像器に適したトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを容易に設定することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  現像器のバージョンを判別する手段としては、例えば現像器側に設けられた非互換性を有するピン或いは画像形成装置本体側に埋め込まれた複数のセンサーによって、他社の機種の現像器バージョンであるか否かを判別するようにしてもよい。この場合のトナー欠レベルの設定は図５のフローチャートのようになる。
【００３６】
○現像器全体を交換可能にする方式に代えて、現像器本体に対しトナーを貯留したトナーカートリッジのみを交換可能にした現像器を用いてもよい。この場合には、バージョンの異なるトナーカートリッジに設けられたチップのデータを読み込むことによりトナーの初期容量Ｗｆｔに応じて、適正なトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔが設定される。
【００３７】
○前記実施形態では、トナーの初期容量Ｗｆｔとトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔの関係を表わしたデータテーブルの中から、適正なトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを選択するようにした。これに代えて、トナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを求める演算式を用いて、トナーの初期容量Ｗｆｔに適したトナー欠レベルの設定値Ｗｅｔを演算するようにしてもよい。この演算式として、以下の式が考えられる。
【００３８】
Ｗｅｔ＝Ｗｆｔ×（１５／１００）
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の画像形成装置の現像器のトナー欠レベルをセットするための制御システムの一例を示すブロック回路図。
【図２】トナー欠レベルのセット方法を説明するためのフローチャート。
【図３】トナー欠レベルのセット方法を説明するためのフローチャート。
【図４】画像形成装置のトナー欠予報或いはトナー欠警報を表示する動作を説明するためのフローチャート。
【図５】この発明の別の実施形態を示すトナー欠レベルのセット方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４０】
Ｗｅｔ…設定値、Ｗｆｔ…初期容量、１５…チップ、２２…バージョン判定手段、２３…トナー欠レベル設定手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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